Determinarea sarcinii unui atom este ușoară în majoritatea cazurilor, dar nu în toate. Atomii sunt ținuți împreună de forțele electromagnetice dintre protonii din nucleu și electronii care îl înconjoară, ceea ce înseamnă că de cele mai multe ori nu există prea multe de rezolvat.
Dar când elementele pierd sau câștigă un electron (sau mai multe) și devin ioni, lucrurile devin puțin mai complicate și trebuie să consultați un tabel periodic pentru a afla care este probabil taxa.
Încărcarea elementelor
În formele lor standard, elementele au fără taxă netă. Numărul de protoni încărcați pozitiv este perfect echilibrat de numărul de electroni încărcați negativ, iar sarcinile de pe fiecare sunt opuse, dar cu magnitudine egală.
Acest lucru are sens ca stare „naturală” a unui atom, deoarece dacă ar deține o sarcină netă, ar fi mult mai reactiv și probabil nu ar rămâne în aceeași stare prea mult timp înainte de a interacționa cu ceva. Deci, în majoritatea cazurilor, sarcina unui atom este aceeași: zero.
Înțelegerea ionilor
Ionii sunt numele atomilor care au câștigat sau pierdut unul sau mai mulți electroni, lăsându-i cu o sarcină netă. Pentru atomii care pierd un electron, ei câștigă o sarcină pozitivă și devin cationi.
Pentru atomii care câștigă un electron, aceștia iau o sarcină negativă netă și devin anioni. Acestea sunt doar nume pentru ionii pozitivi și încărcați negativ, pentru a le ajuta să îi distingem de atomii neutri și unul de celălalt.
Cel mai important lucru de înțeles despre ioni este că sunt singurele tipuri de atomi cu taxa neta. Pentru comoditate, chimiștii (și oamenii de știință în general, în majoritatea cazurilor) iau sarcina unui electron la -1, în timp ce un proton are o sarcină de +1.
Într-adevăr, acestea sunt cantități foarte specifice de sarcină, ± 1,602 × 10-19 colombi, dar lucrul cu cantități mici de acest fel este rar necesar. Pentru majoritatea calculelor, tratați acest lucru ca pe o „unitate” de încărcare (uneori având simbolul e) și totul este mult mai simplu.
Taxe de tabel periodic pentru ioni
Poziția unui element pe tabelul periodic (vezi Resurse) vă indică tipul de ioni pe care îl va forma, cu elementele din dreapta formând anioni (sarcină negativă) și cele din stânga formând cationi (pozitive încărca).
Acest lucru se datorează faptului că tabelul periodic este aranjat în funcție de numărul de electroni din „învelișul” exterior. ale unui atom, iar ionii sunt formați cu atomi fie pierd sau câștigă electroni, astfel încât cojile lor exterioare sunt pline. Fiecare „grup” al tabelului periodic este asociat cu o sarcină ionică diferită.
Primele două grupuri au elemente cu doar unul sau doi electroni în cochiliile lor exterioare, grupul 1 și respectiv 2. Aceștia pierd electroni pentru a câștiga o sarcină de +1 sau +2, iar elementele din grupul 13 au trei electroni în învelișul lor exterior și formează ioni cu o sarcină de +3.
Elementele din grupul 14 au patru electroni în cochiliile exterioare și, de obicei, se leagă covalent, dar ar câștiga o sarcină +4 dacă ar forma un ion. Grupurile 15, 16 și 17 au 5, 6 și 7 electroni în cochiliile lor exterioare și câștigă electroni pentru a obține sarcini ionice de −3, −2 și, respectiv, −1.
Celelalte elemente (din grupurile de mijloc ale tabelului) nu sunt la fel de ușor de clasificat, deoarece structurile lor electronice variază într-un mod puțin mai complicat.
Cu toate acestea, de exemplu, argintul poate forma un ion cu sarcină +1, în timp ce zincul și cadmiul pot câștiga o sarcină +2. Pentru a afla dacă un atom din aceste grupuri formează ioni mai general și își determină sarcinile, cel mai bun lucru de făcut este să căutați direct elementul care vă interesează.